Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh model inkuiri terbimbing dipadu aktivitas brainstorming terhadap: 1) kemampuan berpikir kritis, 2) motivasi belajar, 3) kemampuan berpikir kritis dan motivasi belajar, 4) sejauh mana pengaruh model inkuiri terbimbing dipadu aktivitas brainstorming terhadap masing-masing aspek kemampuan berpikir kritis, 5) sejauh mana pengaruh model inkuiri terbimbing dipadu aktivitas brainstorming terhadap masing-masing aspek motivasi belajar, 6) efektivitas model inkuiri terbimbing dipadu aktivitas brainstorming terhadap kemampuan berpikir kritis.

Metode yang digunakan adalah Quasi Eksperiment dengan desain penelitian Pretest-Postest Nonequivalent Control Group Design. Populasi pada penelitian ini adalah kelas X MIPA sebanyak 251 siswa dan sampel yang digunakan adalah kelas X MIPA 5 dan kelas X MIPA 6 dengan jumlah 72 siswa. Teknik sampling yang digunakan adalah purposive sampling. Pengambilan data kemampuan berpikir kritis menggunakan tes dan motivasi belajar dengan angket. Teknik analisis data menggunakan uji Manova untuk mengetahui pengaruh, selanjutnya dilakukan uji Regresi untuk mengetahui sejauh mana pengaruh model pembelajaran inkuiri terbimbing dipadu aktivitas brainstorming terhadap aspek-aspek kemampuan berpikir kritis dan motivasi belajar, serta uji N-Gain untuk mengetahui efektivitas model inkuiri terbimbing dipadu aktivitas brainstorming terhadap kemampuan berpikir kritis siswa.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa uji manova H1= 0.000, H2= 0.001, H3= 0.000. Uji regresi H4 diperoleh aspek basic support (26,91%), elementary clarification (25,41%), advance clarification (16,81%), strategies and tactics (15,59%), serta inference (15,23%). Uji regresi H5 diperoleh aspek adanya kegiatan yang menarik (24,57%), adanya harapan dan cita-cita masa depan (21,23%), adanya hasrat dan keinginan berhasil (14,5%), adanya dorongan dan kebutuhan dalam belajar (13,84%), adanya penghargaan dalam belajar (13,06%), serta adanya situasi belajar yang kondusif (12,73%). Hasil uji N-Gain diperoleh nilai 0.70 (kategori tinggi). Berdasarkan hasil penelitian disimpulkan bahwa ada pengaruh model pembelajaran inkuiri terbimbing dipadu aktivitas brainstorming terhadap: 1) kemampuan berpikir kritis; 2) motivasi belajar; 3) kemampuan berpikir kritis dan motivasi belajar; 4) aspek-aspek kemampuan berpikir kritis mulai dari aspek tertinggi hingga aspek terendah yaitu basic support, elemetary clarification, advance clarification, strategies and tactics, dan inference; 5) aspek-aspek motivasi belajar mulai dari aspek tertinggi hingga aspek terendah yaitu adanya kegiatan yang menarik, harapan dan cita-cita masa depan, hasrat dan keinginan berhasil, dorongan dan kebutuhan dalam belajar, penghargaan dalam belajar, serta situasi belajar yang kondusif; 6) model inkuiri terbimbing dipadu aktivitas brainstorming efektif untuk meningkatkan kemampuan berpikir kritis siswa.